ВВЕДЕНИЕ, РОЛЬ ВОДЫ - Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.

В разных странах широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Также работы ведутся в других отраслях водной промышленности, сельском хозяйстве и быту.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Вода земля планета запас загрязнение

РОЛЬ ВОДЫ

Вода - один из важнейших природных ресурсов Земли. Она является своеобразным минералом, обладающими чрезвычайно ценными свойствами, обеспечивающими существование живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Вода является важнейшей составной частью живой материи. У многих животных она может составлять до 70-90% массы тела. У обитателей водной среды ее содержание может даже доходить до 98%, а у ряда наземных животных не превышает 50% от массы тела (личинки мучного хруща, рисовый долгоносик). Тело медузы состоит из воды на 99,9%, тело человеческого трехдневного зародыша - на 97%, тело взрослого человека содержит 60-80% воды. В огурцах, салате, спарже вода составляет около 95% их массы, в помидорах и моркови - около 90%.

Природная вода представляет собой смесь нескольких форм: легкой (в состав входит легкий изотоп водорода протий), тяжелой (включает дейтерий) и сверхтяжелой (включает тритий). В химически чистом виде вода в природе не встречается. В ее состав входят обычно не менее 18 веществ, в том числе газо-солевые растворы, взвешенные твердые и жидкие вещества, определяющие вкус, запах, цвет и другие ее свойства.

Из всех жидкостей вода служит наилучшим растворителем, обладает самой большой теплоемкостью. Живые организмы не могут обойтись без воды. Вода входит в состав клеток и тканей животных и растений. Вода играет важную роль в физиолого-биохимических процессах в организме. Сложнейшие реакции в растительных и животных организмах могут протекать только при наличии водной среды. Физиологическую потребность живого организма в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Процесс пищеварения у человека протекает при участии не менее 9-10 л воды в сутки. Поэтому потери воды могут приводить к гибели живых организмов. Обычно это происходит при потере порядка 30-50% воды по отношению к веса тела. Лишь очень немногие беспозвоночные могут сохранить жизнеспособность при потере воды более 50%.

Позвоночные поставлены в более тяжелое положение. Человеку грозит смертью потеря воды более 10% от массы тела, верблюд может потерять не более 27%, овца - 23%, собака - 17%. Вода способна к образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни, а затем формирование высокоорганизованных живых организмов. Особенно важна роль воды в процессе фотосинтетической деятельности растений. В среднем вода составляет около 90% массы всех растений и 75% массы животных. Таким образом, в биомассе организмов Земли объем воды достигает 1,1 тыс. км3.

Потребление воды живыми организмами осуществляется разными путями. В водной среде это диффузия - получение воды через наружные покровы. Насекомые, моллюски, черви и амфибии могут абсорбировать воду из воздуха. Например, у леопардовой лягушки при температуре +20°С ежедневное количество воды, поглощенной через кожные покровы и выделенное затем с мочой, может достигать 31% от общего содержания воды в организме.

Другие животные потребляют воду в процессе питания. Наконец, в организме многих животных образуется так называемая метаболическая вода. Особенно много ее дает метаболическое окисление жиров. Примером тому служат верблюд, кенгуровые крысы, платяная моль и другие.

В отличие от животных, основной путь получения воды растениями - потребление ее из окружающей среды через корневую систему. Наземные растения по отношению к влажности почв делятся на две большие группы: 1) с экстенсивной и 2) с интенсивной корневой системой. У растений первой группы корневая система охватывает большой объем почвы, слабо ветвится (береза, саксаул). Интенсивная корневая система густо ветвится, но охватывает незначительный по объему ком земли (степные дерновинные злаки, рожь и др.)

Наконец, есть группа растительных организмов, которые могут потреблять воду всей поверхностью. К ним относятся мхи и лишайники.

Вода, поступающая в растения, на 97-99% теряется ими в результате процесса транспирации (испарения). Испарение охлаждает листья и способствует (в числе других процессов) круговороту биогенных элементов.

Поскольку большие потери воды неблагоприятны для живых организмов, они выработали ряд приспособлений, позволяющих максимально снижать потери воды. У многих пустынных растений листья жесткие, кожистые, что не позволяет испарятся большому количеству влаги. Устьица у них либо глубоко спрятаны, либо закрываются в жаркое время. Многие из этих растений при высокой температуре опускают листья, направляя их параллельно солнечным лучам. В засушливый период эти растения могут даже сбрасывать листья, переходя в состояние покоя.

По своим морфологическим характеристикам на эту группу растений похожи обитатели наших сфагновых болот: багульник, подбел, мирт и другие. Листья у них также плотные, кожистые, чисто сильно подвернуты вниз, от чего становятся очень узкими. Корневая система у этих растений развита слабо. Все строение их свидетельствует о том, что эти растения болот стремятся экономить воду. Но почему? Оказывается, холодная и кислая вода болот труднодоступна растениям. Поэтому последние и вынуждены беречь воду, добываемую с трудом.

Для уменьшения потерь воды при испарении у многих видов растений выработана специальная форма листьев. Чем больше у листа краев, тем легче теряется тепло и меньше потери воды. Поэтому многие растения засушливых областей имеют мелкие или сильно рассеченные листья.

Широким спектром приспособлений, позволяющих сберегать воду, обладают животные: водонепроницаемый покров (пустынные беспозвоночные), превращение органов дыхания во внутренние, укрытие их глубоко в теле (насекомые, паукообразные и другие беспозвоночные, имеющие трахеи).

Потери воды тесно связаны с солевым балансом организма. Если воды достаточно, то соли разбавляются ею и легко удаляются. При недостатке воды животные должны выводить соли так, чтобы вода терялась организмом в минимальном количестве. Это происходит вследствие концентраций солей в почках и некоторых солевых железах. Концентрирование солей позволяет удалять их избыток, избегая сильных потерь воды.

Вода необходима и для удаления избытка метаболитного азота, поступающего в организм с белковой пищей. В зависимости от среды обитания и наличия достаточного количества воды, конечным продуктом азотистого обмена могут быть различные соединения. Большинство наземных млекопитающих, получающих достаточное количество воды, выделяют мочевину.

Наконец, сохранение влаги в организме может быть обеспечено за счет всевозможных поведенческих реакций.

Как и прочие экологические факторы, вода влияет на разные жизненно важные функции организмов. Так, если относительная влажность воздуха понижается до 40% и меньше, перестают питаться некоторые комары. У рисового долгоносика откладывание яиц идет быстрее при относительной влажности воздуха 50-70%.

Влажность довольно сильно влияет на биотопическое и географическое распределение организмов. На расстоянии всего 30м от болота под пологом сосняка сфагновые мхи уже не встречаются, поскольку влажность почв (порядка 50%) для них здесь недостаточна.

Расселение многих насекомых также непосредственно зависит от влажности среды. В сухом климате Средней Азии виноградная листовертка заселяет только виноградники с большой влажностью. Большой еловый лубоед распространен только во влажных еловых лесах и сфагновых сосняках, где заселяет только нижние участки стволов деревьев. Осушение территории приводит к исчезновению данного вида.

Изменение влажности территории может приводить и к существенным перестройкам внутри сообществ растительных и животных организмов. Осушение и освоение переувлажненных почв приводит к исчезновению болотных видов червей, многоножек, цикад и клопов.

Особенно велика роль воды в историческом процессе геологического преобразования нашей планеты. Многие миллионы лет вода разрушала каменные глыбы, растворяла неорганические соединения, активизировала вместе с животными и растительными организмами в процесс почвообразования.

Климат и погода на Земле во многом зависят и определяются наличием водных пространств и содержанием водяного пара в атмосфере, которые регулируют ритм термодинамических процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды накапливают солнечное тепло и способны изменять погоду и климат на планете. Океан растворяет атмосферные газы (СО2), регулируя состав воздуха.

Деятельность человеческого общества немыслима без воды. Огромное значение имели реки и моря для возникновения центров цивилизации, что связывают с возможностью использовать водные пространства в качестве средств сообщения (для торговли и других целей), для рыбной ловли, добычи соли и других отраслей хозяйства. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы.

Потребление воды во всех странах мира имеет тенденцию к увеличению. На нужды населения планеты за сутки используется 7-8 км3 воды. По мере роста народонаселения и городов увеличивается потребление воды на коммунально-бытовые нужды.

Водные ресурсы имеют большое значение как промышленное сырье, нередко дефицитное и весьма дорогое. На промышленные и бытовые нужды расходуется ее очень много. Для современной техники характерно наличие водоемких производств. Основная масса воды в промышленности идет для производства энергии для охлаждения, а также для растворения, смешивания, очищения и других технологических процессов. В последнее время значительно увеличилось ее потребление при гидромеханизированных разработках в горнодобывающей промышленности в связи с применение приемов флотации для отделения минералов от низкокачественных руд.

Для того, чтобы обеспечить продуктами питания население Земли, необходимо использование огромных количеств воды в земледелии. Для производства 1 кг растительной массы разные растения в различных условиях расходуют на транспирацию от 150-200 до 800-1000 м3 воды. Расходы на транспирацию значительно больше, чем на все хозяйственно-питьевое водоснабжение и нужды животноводства. Так, 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2-3 млн л воды.

Водоемы и водотоки обладают способностью к самоочищению, вода ежегодно в процессе влагооборота в том или ином количестве возобновляется. Но большие потери воды в промышленности и в быту, нерациональные способы ведения сельского хозяйства, химическое, механическое тепловое ее загрязнение привели к тому, что в последнее время положение изменилось. В некоторых районах Земного шара ощущается дефицит воды. Наряду с количественным истощением произошло ухудшение ее качества. Во многих местах вода непригодна для использования.

Похожие статьи




ВВЕДЕНИЕ, РОЛЬ ВОДЫ - Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения

Предыдущая | Следующая